미래혁신기술, 자연에서 답을 찾다

생체모방에서 자연모사로의 진화

김완두 지음

예문당 2020년 04월 29일 출간 종이책 : 2020년 03월 16일 출간

작품소개

책소개

자연에서 배운 기술, 자연모사기술

‘자연모사기술(Nature-Inspired Technology)’은 자연의 생태계와 자연 현상 그리고 살아있는 생명체 등의 기본 구조, 원리 및 메커니즘을 모사(Mimetics)하여 공학적으로 응용하는 기술을 말한다. 이 책은 자연모사기술 분야의 세계적 권위자인 김완두 박사가 일반인부터 전문가에 이르기까지 자연모사기술의 중요성과 미래에 대해 이해하기 쉽도록 만든 지침서이다. 자연모사를 통해 지구 생태계와 인류가 공존하는 해법에서부터 급속히 다가오고 있는 4차 산업혁명의 화두인 인공지능과 인류세에 이르기까지 다양한 분석을 제시한다. 지속가능한 미래사회로 발전시키고, 지구 생태계에 끼치는 영향의 최소화와 혁신성장 산업 발전을 위한 새로운 패러다임의 과학기술혁신 체계 구축까지 우리가 나아가야 할 미래를 선명히 보여주고 있다.

목차

머리말 / 추천사 / 목차
제1장 지속가능한 미래를 위한 패러다임의 전환
1. 지구용량초과일
2. 자연이 알려주는 것들 - 청색경제와 자연모사기술
3. 다시 자연으로 돌아가자!

제2장 자연과 과학 그리고 예술
1. 자연의 여신과 과학의 여신
2. 자연의 가치
3. 자연스러움의 비밀
4. 생물의 다양성과 생물자원의 가치
5. 생체모방에서 자연모사로
6. 한글의 보편성
7. 예술과 과학의 만남 - 아티언스와 아르스
8. 아티언스의 선구자, 레오나르도 다빈치
9. 자연모사기술과 자동차
10. 자연의 비밀로 에너지 효율을 높이다

제3장 자연에서 배운 기술, 자연모사기술
1. 자연과 자연 생태계
2. 생물의 다양성
3. 자연모사기술이란?
4. 자연모사기술의 분류
5. 국제표준화기구(ISO) 활동
6. 온톨로지와 정보공유

제4장 자연에서 영감을 얻은 디자인과 건축물
1. 도토리거위벌레의 기계공작법
2. 상어 피부는 LOHAS
3. 자연에서 영감을 얻는 ‘블루골드’ 물 산업
4. 물총새와 고속 열차
5. 반딧불이와 나방에서 발견한 ‘무반사’ 나노 구조
6. 자연의 황금비율, ‘해바라기꽃’의 비밀
7. 얀코디자인의 자연모사기술 10선
8. 자연에서 영감을 얻은 건축물
9. 정자나무 그늘을 모사한 도심 속의 쉼터

제5장 생명체의 감각기관
1. 감각 센서
2. 동물의 초감각기관
3. 식물의 감각기관
4. 소리를 듣는 메커니즘
5. 청각장애 및 인공 청각기구

제6장 인체 조직·장기를 프린팅하다
1. 3차원 프린팅 기술이란?
2. 4차원 프린팅 공정과 자연 생명체의 성장
3. 3차원 바이오프린팅과 인공장기

제7장 마무리하면서
1. 4.0에서 4.3의 시대로
2. 인공지능
3. 인류세에 대해

출판사 서평

?비밀’, ‘생물의 다양성과 생물자원의 가치’, ‘생체모방에서 자연모사로’, ‘한글의 보편성’, ‘예술과 과학의 만남’, ‘아티언스의 선구자, 레오나르도 다빈치’, ‘자연모사기술과 자동차’, ‘자연의 비밀로 에너지 효율을 높이다’ 등의 다양한 주제가 펼쳐진다.
3장에서는 자연모사기술에 관심을 두고 있는 전문가는 물론이고 중고등학생이나 일반인도 이해하기 쉽도록 ‘자연에서 배운 기술’에 대해 설명하며, 4장에서는 여러 가지 대표적인 ‘자연에서 영감을 얻은 다양한 디자인과 건축물’의 사례를 소개한다. 5장은 본인이 직접 연구에 참여해온 분야인 인간과 동물의 감각기관을 모사한 여러 첨단 기술들을 소개하며, 6장에서는 4차 산업혁명 시대에 더욱 관심이 높아지고 있는 3차원 프린팅 기술의 최근 이슈와 4차원 프린팅과 바이오프린팅 기술 개념, 그리고 인공장기를 프린팅하는 기술에 대해 소개한다. 마지막으로 7장에서는 책을 마무리하면서 4차 산업혁명과 최근의 핵심 키워드가 되고 있는 인공지능과 인류세에 대한 저자의 생각을 피력한다.
인간의 역사는 기술의 역사이며, 기술의 역사는 자연모방의 역사라고 해도 과언이 아니다. 지렁이들이 토양을 가꾸어 지구의 얼굴을 바꿔 놓았다는 다윈의 지렁이를 비유하면 자연을 모방하여 기술을 개발한 인간도 지구의 모습을 바꾸고 있다. 자원 고갈과 환경 파괴 및 기후변화 등으로 몸살을 앓고 있는 지구 문제도 자연모사기술을 통해 해결할 수 있으리라 기대하는 것은 당연하다.
자연모사기술은 결코 쉬운 분야가 아니다. 자연을 이해하는 것도, 자연에서 아이디어를 추출하여 공학적으로 응용하는 것도 모두 어려운 일이다. 하지만 자연모사기술이 가지고 있는 가치를 안다면 혁신적인 미래를 위한 개발자들의 도전은 계속될 것이라 믿어 의심치 않는다. 이 책은 그 한 걸음을 내딛기 위한 지침서로서 제 역할을 다할 것이다.

작가정보

저자(글) 김완두

저자 : 김완두
서울대학교에서 학사, 석사 및 박사 학위를 취득하였다. 1982년, 한국기계연구원에 임용된 이래로 미래기술연구부장, 선임연구본부장 등을 역임하였으며, 현재 나노자연모사연구실의 연구위원으로 근무하고 있다. 국내에서 자연모사 연구를 최초로 시작하여 우수한 연구 성과를 달성하였으며, 동영상 강의, TV 출연, 아티언스 활동 그리고 수많은 과학 강연을 통해 과학기술 확산과 대중화에 앞장서고 있다. 2006년에 ‘국제자연모사심포지움(ISNIT)’을 창설하여 회장으로서 행사를 주관하고 있으며, 국가과학기술위원회 운영위원, 국가과학기술심의회 전문위원, 대한기계학회 회장, 국제청색경제포럼 위원장 등으로 활동하였다.

한국기계연구원 최우수연구상(2003), 과학기술 훈장(2008), 국가녹색기술대상(2012), 국가연구개발 우수성과 100선(2012, 2015), 올해의 10대 기계기술상(2018) 등을 수상한 바 있으며, 저서로는 『자연을 닮은 발명품』, 『알고 보면 쓸모 있는 뇌과학 이야기(공저)』, 『청정생산기술에서 녹색기술까지(공저)』외 다수가 있다.